一种超声振动辅助砂带磨削设备制造技术

本发明专利技术公开了一种超声振动辅助砂带磨削设备，包括砂带、砂带驱动装置以及磨削加工装置，砂带驱动装置包括用以带动砂带移动的驱动机构和用以张紧砂带的辅助轮系，磨削加工装置包括用以支撑砂带与工件相接触的磨头和与磨头相连、用以驱动磨头沿进行纵向振动和横向振动的振动机构。超声振动辅助砂带磨削设备在进行磨削加工时，振动机构能够带动磨头进行纵向和横向的振动，横向振动和纵向振动使砂带上的磨粒在垂直砂带移动方向的平面内移动，配合砂带的移动使磨粒相对工件形成三维的加工轨迹，进而使得单颗磨粒刻划沟槽较宽，可大大增加材料去除率，同时提高砂带的使用效率，延长砂带的使用寿命。

An ultrasonic vibration assisted belt grinding equipment

【技术实现步骤摘要】
一种超声振动辅助砂带磨削设备
本专利技术涉及
，特别涉及一种超声振动辅助砂带磨削设备。
技术介绍
钛合金、高温合金、复合材料、工程陶瓷等材料具有比重小、强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点而被广泛用于航空航天、舰船、精密仪器等领域。同时，这类材料的性质使得其难以行加，而且加工后工件的质量也难以保证。而航空航天、舰船、精密仪器等领域对工件的精度、表面完整性及产品一致性等均要求极高。砂带磨削是以砂带为磨具对工件表面进行加工的一种弹性磨削的加工方式。相比砂轮磨削砂带磨削的材料去除率更高、加工后工件的表面质量更好。除此之外，砂带磨削的显著优点是其却有冷态切削的性质，在加工钛合金等难加工材料时，能够及时传递磨削热，防止烧伤零件或使材料在高温下发生反应等不良影响。另外，在硬脆材料精密加工方面，国内外研究报道证明了砂带磨削的优良性能。超声振动辅助加工技术因具有切削力小、切削热低、加工稳定且加工质量高，同时生产效率高等一系列优点，能很好地解决难加工材料及对表面质量要求高的零件的加工问题，受到国内外专家和学者的广泛关注。但传统的超声振动辅助加工较多采用单一振动形式，其在磨削工件时仍存在材料去除率低、砂带使用寿命短等问题。因此，如何提高磨削过程中的材料去除率、延长砂带的使用寿命是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超声振动辅助砂带磨削设备，其振动机构能够带动磨头进行纵向和横向振动，从而提高了材料去除率、延长了砂带的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术提供一种超声振动辅助砂带磨削设备，包括：砂带；砂带驱动装置，所述砂带驱动装置包括用以带动所述砂带移动的驱动机构和用以张紧所述砂带的辅助轮系；磨削加工装置，所述磨削加工装置包括用以支撑所述砂带与工件相接触的磨头和与所述磨头相连、用以驱动所述磨头进行纵向振动和横向振动的振动机构。优选地，所述磨削加工装置包括用以固定所述振动机构的支架，所述振动机构包括沿轴向设置在所述磨头上方的纵向换能器和横向换能器，所述纵向换能器和所述横向换能器与所述支架的下端相连。优选地，所述振动机构包括与所述磨头相连的变幅杆，与所述变幅杆相连的前端盖、中端盖以及后端盖，所述纵向换能器位于所述前端盖和所述中端盖之间，所述横向换能器位于所述中端盖和所述后端盖之间。优选地，所述纵向换能器包括两块圆形压电陶瓷和两片圆形铜片，两块所述圆盘形压电陶瓷沿轴向设置，两片所述圆形铜片分别位于两所述圆盘形压电陶瓷之间以及所述圆盘形压电陶瓷和所述前端盖之间。优选地，所述横向换能器包括4块半圆形压电陶瓷和4片半圆形铜片，4块所述半圆形压电陶瓷拼合成两个、且沿轴向分布的圆形结构，4片所述半圆形铜片能够拼合成两片分别位于两所述圆形结构之间和所述圆形结构和所述中端盖之间的圆片结构，所述圆形结构和所述圆片结构的断面均平行所述砂带的移动方向。优选地，所述变幅杆为圆锥形变幅杆，所述圆锥形变幅杆与所述前端盖为一体成型结构件。优选地，所述磨头的端部设有用以支撑所述砂带的接触轮，所述接触轮为橡胶轮。优选地，所述磨削加工装置还包括用以调节所述磨头和工件之间压紧力的浮动压力控制机构。优选地，所述浮动压力控制机构包括固定设置的花键座，所述花键座具有沿竖直方向贯穿的通孔，所述通孔的上端设有螺母带轮，所述通孔中设有与所述螺母带轮螺纹配合的丝杠，所述通孔的下端设有与所述支架相连的花键轴，所述花键轴与所述丝杠通过拉簧相连，所述浮动压力控制机构还包括用以带动所述螺母带轮转动的浮动压力调节电机。优选地，所述通孔中设有用以限制所述丝杠行程的限位块，所述丝杠设有用以与所述限位块相配合的限位槽。本专利技术所提供的超声振动辅助砂带磨削设备，包括砂带、砂带驱动装置以及磨削加工装置，砂带驱动装置包括用以带动砂带移动的驱动机构和用以张紧砂带的辅助轮系，磨削加工装置包括用以支撑砂带与工件相接触的磨头和与磨头相连、用以驱动磨头沿进行纵向振动和横向振动的振动机构。超声振动辅助砂带磨削设备在进行磨削加工时，振动机构能够带动磨头进行纵向和横向的振动，横向振动和纵向振动使砂带上的磨粒在垂直砂带移动方向的平面内移动，配合砂带的移动使磨粒相对工件形成三维的加工轨迹，进而使得单颗磨粒刻划沟槽较宽，可大大增加材料去除率，同时提高砂带的使用效率，延长砂带的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的超声振动辅助砂带磨削设备的结构示意图；图2为浮动压力控制机构的结构示意图；图3为振动机构与磨头相连的结构示意图；图4为振动机构与磨头的剖视图；图5为砂带驱动机构的结构示意图；图6为张紧轮的结构示意图。其中，图1至图6中的附图标记为：浮动压力控制机构1、支架2、振动机构3、磨头4、砂带5、支撑板6、张紧轮7、驱动机构8、支撑座9、丝杠11、螺母带轮12、花键座13、拉簧14、花键轴15、浮动压力调节电机16、输出齿轮17、齿形带18、限位块19、前端盖31、中端盖32、后端盖33、变幅杆34、连接螺栓35、圆盘形压电陶瓷36～37、圆形铜片38～39、半圆形压电陶瓷310～313、半圆形铜片314～317、接触杆41、旋转轴42、接触轮43、定位槽71、定位壁72、固定螺栓73、固定螺母74、驱动轮81、轮毂82、连接套83、驱动电机84。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图6，图1为本专利技术所提供的超声振动辅助砂带磨削设备的结构示意图；图2为浮动压力控制机构的结构示意图；图3为振动机构与磨头相连的结构示意图；图4为振动机构与磨头的剖视图；图5为砂带驱动机构的结构示意图；图6为导向轮的结构示意图。本专利技术所提供的超声振动辅助砂带磨削设备，结构如图1所示，包括砂带5、砂带驱动装置以及磨削加工装置。砂带5通常为环形、并围绕在砂带驱动装置和磨削加工装置的磨头4外周，磨削加工装置用于支撑砂带5，使其与待加工的工件相接触，砂带驱动装置包括用于带动砂带5移动的驱动机构8和用于张紧砂带5的辅助轮系。加工过程中，砂带5受磨头4的支撑与工件贴合，同时驱动机构8带动砂带5移动，使砂带5对待加工的工件进行磨削。并且辅助轮系将砂带5张紧，保证驱动机构8能够带动砂带5移动。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，包括：/n砂带(5)；/n砂带驱动装置，所述砂带驱动装置包括用以带动所述砂带(5)移动的驱动机构(8)和用以张紧所述砂带(5)的辅助轮系；/n磨削加工装置，所述磨削加工装置包括用以支撑所述砂带(5)与工件相接触的磨头(4)和与所述磨头(4)相连、用以驱动所述磨头(4)进行纵向振动和横向振动的振动机构(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，包括：
砂带(5)；
砂带驱动装置，所述砂带驱动装置包括用以带动所述砂带(5)移动的驱动机构(8)和用以张紧所述砂带(5)的辅助轮系；
磨削加工装置，所述磨削加工装置包括用以支撑所述砂带(5)与工件相接触的磨头(4)和与所述磨头(4)相连、用以驱动所述磨头(4)进行纵向振动和横向振动的振动机构(3)。


2.根据权利要求1所述的超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，所述磨削加工装置包括用以固定所述振动机构(3)的支架(2)，所述振动机构(3)包括沿轴向设置在所述磨头(4)上方的纵向换能器和横向换能器，所述纵向换能器和所述横向换能器与所述支架(2)的下端相连。


3.根据权利要求2所述的超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，所述振动机构(3)包括与所述磨头(4)相连的变幅杆(34)，与所述变幅杆(34)相连的前端盖(31)、中端盖(32)以及后端盖(33)，所述纵向换能器位于所述前端盖(31)和所述中端盖(32)之间，所述横向换能器位于所述中端盖(32)和所述后端盖(33)之间。


4.根据权利要求3所述的超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，所述纵向换能器包括两块圆盘形压电陶瓷(36、37)和两片圆形铜片(38、39)，两块所述圆盘形压电陶瓷(36、37)沿轴向设置，所述圆形铜片(39)分别位于两所述圆盘形压电陶瓷(36、37)之间，所述圆形铜片(38)所述圆盘形压电陶瓷(36)和所述前端盖(31)之间。


5.根据权利要求4所述的超声振动辅助砂带(5)磨削设备，其特征在于，所述横向换能器包括4块半圆形压电陶瓷(310、311、312、313)和4片半圆形铜片(314、315、31...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹莱，袁吕杰，段练，黄云，吕冲，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50